脊椎动物的皮肤肌

皮肤肌是位于皮肤下面的薄板状肌层,从肌细胞的形态特征、生理功能及神经支配情况看,皮肤肌属于骨路肌,然而大部分皮肤肌并不与骨路发生联系,其收缩时也不引起附近骨路的活动,而是导致其附着的皮肤及其附属物产牛运动。本文对脊椎动物的皮肤肌的发生,在各类群的差异以及演化情况作一简要介绍。1皮肤肌的发生脊椎动物的骨路叽来源于中胚层体节的生肌节、中胚层形成体节的初期．体节呈立方形块状,每个体节的细胞围绕着一个空腔,呈放射状排列．继而每个体节向背腹方向延伸．并且中间与外侧方变扁。随后位于中央的胜变成一个很窄的裂隙…     

动物体节发生模型及其相关基因研究进展

脊椎动物在胚胎发育的过程中沿身体前后轴形成一定数目的暂时性结构—体节（somite）,随着胚胎的继续发育每个体节分化成为生骨节,生皮节和生肌节,继而生成各种组织。近三十年来,研究者们就体节的发生和发育提出了多种解释模型,这包括时钟波阵面模型,反应扩散模型,时钟诱导模型,时钟痕迹模型等,虽然这些模型能从不同角度不同程度来解释动物体节发生和发育的不同现象, 但无一能够解释体节发生和发育的全部。然而,大多数模型都提出了时钟分割（segmental clock）这一概念。鸡胚中的c-hairy1和c-hairy2,鸡胚、小鼠中的lunatic fringe以及斑马鱼中的her1, Delta C等几种基因的表达图式的研究为模型中分割时钟的存在提供了分子生物学上的有力证据。     

Hedgehog基因家族与动物发育及发育异常

Hedgehog蛋白是在果蝇中首先发现的分泌蛋白,在脊椎动物中一些Hedgehog类似物已经被鉴定出来,形成一个Hedgehog蛋白家族。Hedgehog家族与动物发育的许多过程有关,包括与果蝇幼虫体节极性的形成及成虫附肢等器官的形成有关。在脊椎动物胚胎诱导、模式形成和许多不同组织的形态发生中起作用。另外,hedgehog通路的异常活化可以导致发育异常及基底细胞痣综合征和前脑无裂畸变等一些严重的疾病的发生。     

文昌鱼AmphiMef2基因的特征及其发育表达

肌细胞增强因子2(MEF2)属转录因子MADS家族成员, 它能控制脊椎动物肌肉特异基因的表达, 但在无脊椎动物中, 并非所有的Mef2基因都是肌肉发育所必需的. 在青岛文昌鱼(Branchiostoma belcheri)中首次克隆到一个全长的cDNA, 定名为AmphiMef2. 其编码的氨基酸序列具有高度保守的MADS和MEF2结构域, 与脊椎动物同源蛋白相应区域的氨基酸一致性高达95.3%. 原位杂交结果表明, AmphiMef2首先在早神经胚的预定体节中胚层中表达, 之后在体节和未分节的预定体节中胚层中表达. 36 h幼虫期, 只在后部体节中检测到它的表达. 48 h幼虫 期, AmphiMef2的表达区域转移到口前窝(一个与脊椎动物腺垂体同源的器官), 且持续表达到至少 72 h幼虫期. 实验结果提示, 文昌鱼AmphiMef2可能不但参与肌肉发生, 而且可能在口前窝的发育或功能发挥中起作用.     

斑马鱼pax2a(-3.1 kb):eGFP转基因品系的构建

为了更好地了解脊椎动物肾脏的早期发育,本研究利用斑马鱼这一研究脊椎动物器官发育的理想模式生物,通过构建肾脏特异性pax2a荧光标记转基因品系以实现实时在体地观察斑马鱼前肾的发育过程。我们分析了斑马鱼pax2a基因的启动子,扩增出其翻译起始位点上游3.1 kb的基因组DNA,利用Tol2转座子系统,经胚胎显微注射及三代筛选,成功构建了一个稳定的pax2a(-3.1 kb):eGFP转基因鱼品系。此转基因品系的绿色荧光蛋白在3体节时期就可以标记出中间中胚层,并在后续体节时期的中间中胚层前端(第3体节至第5体节对应的部分),及24 hpf的肾管前端和中段表达,基本模拟了pax2a在斑马鱼早期前肾发育中的时空表达模式。本研究所获得的pax2a(-3.1 kb):eGFP弥补了已有pax2a转基因品系中报告基因无法准确标记出中间中胚层和前肾管前端的缺陷,是研究斑马鱼前肾早期发育的良好材料。     

文昌鱼RACK1基因在胚胎发育中的表达

脊椎动物活化的(蛋白)激酶C受体1 (receptor for activated C-kinase 1, RACK1)在胚胎发育过程中起着至关重要的作用. 克隆了RACK1基因在青岛文昌鱼(Branchiostoma belcheri)中的同源基因AmphiRACK1, 对其进行了系统的进化学分析, 并研究了该基因在正常胚胎发育过程中和经LiCl处理胚胎发育中的时空表达图式. 系统进化学分析结果表明, 文昌鱼RACK1位于脊椎动物进化枝的基部. 在正常胚胎发育中, AmphiRACK1基因在脑泡、神经管和体节中都有明显的表达. 在经LiCl处理的胚胎中, 该基因在体节中的分节型表达变模糊, 表达下调; 在脑泡和神经管中的表达下调甚至消失. 此外, 在成体文昌鱼的轮器、鳃血管、肝盲囊和肠上皮以及精巢中都检测到AmphiRACK1基因不同程度的表达.     

脊椎动物体节形成的分节时钟调控机制

脊椎动物胚胎发育早期中胚层细胞的分节时钟控制着体节的周期性形成。体节是沿身体轴的重复结构,最终发育形成椎骨和肋骨。如果分节时钟受到干扰,体节形成就会出现缺陷,从而导致身体发育异常,最终产生脊柱先天性疾病。参与体节发育的主要模型是时钟和波前模型。中胚层分化由组合梯度系统调节,该系统涉及成纤维细胞生长因子（FGF）、Wnt/β-catenin和视黄酸（RA）信号通路。FGF信号和Wnt/β-catenin信号控制后中胚层处于未分化状态,RA信号则诱导前中胚层细胞分化导致体节成熟。因此相反的信号梯度在特定位点达到平衡。当分子振荡器从尾芽起始表达并以行波模式向前传播至信号平衡临界点时,将启动分节时钟程序,触发Mesp2等分化基因表达,表现为未成熟的前体节中胚层发育形成一对体节。随着细胞二维培养体系和时事报告系统的成熟,研究人员成功在体外将干细胞诱导分化至中胚层并实现了分节时钟的二维可视化振荡。研究表明,细胞通信中的耦合延迟可以保持相邻细胞之间同步振荡,因此导致体节边界和双侧对称形成。此后研究人员在体外重建了诱导多能干细胞的三维培养系统,再现了具有前-后（AP）轴特征的体节样结构的形成。这为解码分节时钟网络调控机理、探索体节双侧对称形成以及不同物种发育速率的代谢调控机制提供了一个宝贵的研究体系。同时为探索病理性体节缺陷发展中的失调机制创造了一个平台。     

hedgehog基因家族与果蝇和脊椎动物的发育

hedgehog(hh)家族基因编码一类分泌性信号分子,在果蝇的体节和成虫盘、脊椎动物的神经管、体节和肢的图式形成中具有重要作用。HH蛋白经过自我剪切形成两种产物,HH-N和HH-C。其中HH-N具有全部的信号活性。HH蛋白的自我加工过程可对HH-N进行修饰而影响其空间分布。     

东亚飞蝗胚胎体节的形成过程

体节形成是昆虫胚胎发育过程中的关键问题.东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)是一种重要的农业害虫,其体节形成的时序过程尚无详细报道.本研究采用免疫组化和品红染色方法研究了室内人工饲养东亚飞蝗的体节形成过程.结果表明:完成受精后,细胞核开始分裂并向卵表面迁移.细胞核到达卵表面的...     

果蝇前后图式基因调控的层次性（下）

果蝇胚胎的前后极性和幼虫精细的体节图式是由一系列基因控制。这些基因在早期胚胎发育过程中显示不同的作用层次。首先,母性效应基因通过卵中编码的形态发生原,将胚胎分为前后极和两末端区。继而由体节缺口基因决定胚胎的第二次分区。在这基础上,体节成对基因和极性基因相继转录表达,分别决定重复体节的存在和每个体节的前后极性。最后,在体节基因活性影响下,由同源异型基因决定每个体节的特性。在果蝇早期发育中,正是由于上述不同层次的前后图式基因通过相互调节,按顺序在特定的空间相继表达,从而决定了幼虫规则体节的形成。     

金鱼etv2基因的克隆及在雌核发育单倍体和自交二倍体胚胎中的差异表达

为研究鱼类雌核发育单倍体循环系统发育异常的原因, 从金鱼(Carassius auratus)中克隆了血管发生主调控基因etv2(Ets variant 2)的全长cDNA序列, 并比较分析了该基因在雌核发育单倍体和自交二倍体中的表达。金鱼etv2 cDNA全长1531 bp, 其开放阅读框为1116 bp, 编码371个氨基酸。序列对比分析表明, 金鱼ETV2蛋白的C端含有ETS(E26 transformation-specific)转录因子家族所共有的ETS DNA结合结构域, 该结构域氨基酸序列与其他脊椎动物ETV2的同源性超过60%。RT-PCR和荧光实时定量PCR分析结果表明, etv2在自交二倍体金鱼成体的肝脏、心脏、肌肉、肾脏、精巢、脑和脾脏等多种器官组织中表达, 但在卵巢和成熟卵子中不表达; 在金鱼胚胎发育过程中, etv2从尾芽期开始表达, 在体节形成后, etv2表达水平随胚胎发育而升高, 在20体节期达到峰值, 随后其表达水平降低。整胚原位杂交显示etv2特异性表达于自交二倍体金鱼胚胎的侧板中胚层、成血管细胞以及血管内皮细胞。在14体节期和20体节期, 雌核发育单倍体胚胎中etv2在躯干及尾部的部分区域表达减弱或缺失, 特别是在胚胎中线表达消失, 并且其整体表达水平显著低于自交二倍体。上述结果说明在金鱼雌核发育单倍体胚胎中成血管细胞数量减少并存在向中线迁移的障碍, 可能是导致雌核发育单倍体血管发生异常的重要原因。     

脊椎动物基因组与基因复制研究进展

脊椎动物的出现是动物进化历史上一次质的飞跃.由于所有的脊椎动物在其胚胎发育中都呈现连续的解剖学特征,因此过去很多学者都根据现存脊椎动物的形态特征和在其发育过程中的解剖学特征假想原始脊椎动物,并推导其进化过程和起源.近年来的研究表明,通过对脊椎动物和与之亲缘关系接近的物种之间进行基因家族、染色体结构分析,可以对脊椎动物进化提供很多线索和证据.更多的研究表明,脊椎动物在进化过程中很可能发生过整体基因组的复制, 基因和/或基因组的复制可能是引起脊椎动物形体结构复杂性增加的根本原因.因此,基因和基因组的复制正在成为生物进化研究的热点问题.但这两种复制方式中哪一种是产生动物形体结构和功能复杂性增加最重要的原因尚有争论.     

碱性磷酸酶在文昌鱼胚胎和幼体中表达图式的研究(英文)

研究组织特异性酶在胚胎发育中的表达图式对于研究细胞、组织和器官的分化具有重要意义。本文以 ＢＣＩＰ为底物研究了碱性磷酸酶在文昌鱼胚胎和幼体中的表达图式。在囊胚、原肠胚和神经胚早期（１２～１３小时）未检测到碱性磷酸酶的特异性表达;到神经胚中期（１５小时,约６个体节）,碱性磷酸酶在胚胎每一体节的中部开始表达,在胚胎中形成３～６个条纹（Ｆｉｇ．１）;在１８小时神经胚（９～１０体节）中,碱性磷酸酶在肌节中表达（Ｆｉｇ．２）;到２４小时在后部内胚层中也开始表达（Ｆｉｇ．３）;在３６～４８小时幼体中,碱性磷酸酶在消化道中强烈表达,但在咽鳃区不表达,同时在肌节中仍有弱的表达（Ｆｉｇ．４）。研究表明碱性磷酸酶可能在肌节的发育过程中具有一定作用。碱性磷酸酶在消化道中的表达可能与这一时期消化道开始行使功能有关。另外,Ｌ－苯丙氨酸只抑制３６、４８小时文昌鱼肠碱性磷酸酶活性,不抑制其体节肠碱性磷酸酶活性（Ｆｉｇ．５）、表明文昌鱼至少存在两种碱性磷酸酶：在消化道中表达的是一种肠型的,与脊椎动物碱性磷酸酶可能为同一类型;另一种主要在肌节中表达,可能是组织非特异性的破性磷酸酶。以上结果说明文昌鱼早期发育中碱性磷酸酶的表达与脊椎动物相似,具     

节肢动物头区起源和演化机制分析

帽天山页岩动物群研究表明节肢动物头区化过程包括复合型头区形成和口后附肢特异化两个独立事件。其中复合型头区形成经历了原头、原复合头和真复合头3个演化阶段。节肢动物原头只有口前两个相互独立的体节,后来通过躯干体节向前端归并形成具有3个或3个以上口后头区体节的复合型头区;但头区腹部口后附肢特异化事件显然滞后于背部体节的愈合,头区口后附肢形态特异化事件是在复合型头区形成之后,节肢动物所面临的又一个漫长的演化过程。文中尝试结合发育生物学研究进展分析节肢动物头区化过程的分子机制。认为原躯干前端体节发育机制的改变和Hox基因的头／躯干分区表达导致节肢动物复合型头区的发生;而头区口后特异性附肢出现与Hox基因表达区域及其功能的体节特异化事件有关。     

Notch的结构、功能和相关信号通路

Notch是广泛存在于细胞表面介导细胞间信号传递的一类高度保守的受体蛋白。Notch信号通路是通过细胞间相互作用来调节生物体生长发育的一个十分保守的信号通路。Notch信号通路在脊椎动物和无脊椎动物的发育过程中,对细胞命运的决定、神经系统的发育、器官的形成及体节的发生都有重要的作用。特别是在免疫系统和肿瘤发生中也起着极为重要的作用。目前,Notch信号已经成为发育生物学、细胞生物学、免疫学及血液学等多个领域的研究热点之一。本文就Notch信号通路的组成、调节作用机制及该通路与个体发育之间的联系作一综述。     

维生素A缺乏致斑马鱼胚胎体节不对称及后脑图式形成异常

视黄酸(RA)在脊椎动物胚胎发生过程中发挥着关键作用。但是脊椎动物不能从头合成RA, 而必须以维生素A为前体通过视黄醇脱氢酶和视黄醛脱氢酶(Aldh1A)先将其氧化为视黄醛再氧化成RA。已知维生素A缺乏(VAD)会导致多种动物出现维生素A缺乏综合征, 但有关VAD对斑马鱼胚胎发育的影响尚未见报道。文章通过用不含维生素A及其他视黄类前体的饲料饲喂斑马鱼获得斑马鱼VAD胚胎。分析表明, 缺乏维生素A可导致斑马鱼胚胎体节出现不对称发育、胚胎的后脑图式形成异常。这些表型虽与aldh1a2基因敲落的及经醛脱氢酶抑制剂处理的斑马鱼胚胎表型类似, 但远不及后二者的严重, 提示VAD胚胎可能只是缺少而不是完全没有维生素A, 且可能存在不依赖视黄醛脱氢酶的RA合成途径。     

脊椎动物史——第一章 绪论

近五亿年前,地球上生命历史的进程中发生了一次重大的飞跃,出现了最早的鱼形动物,揭开了脊椎动物史的序幕。动物界的发展,从此进入了一个新的历史时期。脊椎动物是自然界长期的历史发展的产物。在悠久的地球历史时期里,生物的发展,从三十多亿年前少数简单的原始单细胞生物开始,经历漫长曲折的道路,进化到脊椎动物。脊椎动物的历史,即各类脊椎动物的起源和逐渐发展到今天这个样子的历史,是整个自然界历史发展的一个重要组成部分。脊椎动物的发生和进化的过程,体现了自然界矛盾发展的规律。     

碱性磷酸酶在文昌鱼胚胎和幼体中表达图式的研究

研究组织特异性酶在胚胎发育中的表达图式对于研究细胞,组织和器官的分化具有重要意义。本文以BCIP为底物研究了碱性磷酸酶在文昌鱼胚胎和幼体中的表达图式,在囊胚、原肠胚和神经胚早期（12－13）未检测到碱性磷酸酶的特异性表达;到神经胚中期（15小时,约6个环节）,碱性磷酸酶在胚胎每一体节的中部开始表达,在胚胎中形成3－6个条纹（Fig.1);在18小时神经胚（9－10体节）中,碱性磷酸酶在肌节中表达（Fig.2);到24小时在后部内胚层中也开始表达（Fig.3）;在36－48小时幼体中,碱性磷酸酶在消化道中强烈表达,但在咽鳃区不表达,同时在肌节中仍有弱的表达（Fig.4)。研究表明碱性磷酸酶可能在肌节的发育过程中具有一定作用。碱性磷酸酶在消化道中的表达与这一时期消化道开始行使功能有关。另外,L－苯丙氨酸只抑制36、48小时文昌鱼肠碱性磷酸酶活性,不抑制其体节肠碱性磷酸酶活性（Fig.5)。表明文昌鱼至少存在两种碱性磷酸酶：在消化道中表达的是一种肠型的,与脊椎动物碱性磷酸酶可能为同一类型;另一种主要在肌节中表达,可能是组织非特异性的碱性酸酶。以上结果说明文昌鱼早期发育中碱性磷酸酶的表达与脊椎动物相似,具有时间和组织特异性。     

脊椎动物的大脑皮层

脊椎动物的大脑皮层历经由无到有,由简单到复杂的进化过程。简要概述了脊椎动物的大脑皮层的发生,以及在各类群的差异和演化情况。